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市場動向

原動力: データセンターと電気自動車の需要の力強い成長

誘電性流体市場は、主に拡大する電気自動車（EV）およびデータセンター部門によって牽引されています。 2016 年から 2030 年にかけて、データセンターの電力需要は 286 TWh から約 321 TWh に増加し、ムーアの法則の終焉と産業用モノのインターネット (IoT) の成長を考慮すると、2030 年までに 658 TWh に達する可能性があると推定されています。これは、冷却システムがより多くの誘電性流体を必要とすることを意味します。これは、米国内だけでもこのエネルギー消費量の増加に対応して需要が急速に増加しているためです。データセンターの電力需要は今後数年間で減少する可能性がありますが、主にデータ サービス要件の急増に対応するため、その使用量は依然として削減されません。

市場にプラスの影響を与えているもう 1 つの分野は、世界中で電気自動車が急激に増加していることです。2023年だけで1,400万台を超え、2030年までに3,400万台を超えると予測されています。さらに、充電インフラと電池生産のニーズが誘電性流体市場のさらなる押し上げに貢献しています。欧州のネットゼロ産業法では、年間バッテリー需要の約90％を国内で賄うという目標が掲げられており、これは2030年までにEU国境内で少なくとも550GWhの容量が製造されることになる。

トレンド: 持続可能な誘電性流体への移行

環境的に持続可能な代替品は、現在、誘電性流体市場では標準となっています。この変化は、厳格な環境ガイドラインと、従来の誘電性流体が地球の大気にどのような影響を与えるかについての懸念の高まりによって引き起こされています。アナリストの予測によると、世界の生分解性誘電性流体の売上高は、2028 年まで平均年率 5.8% で増加し、 32 億ドル。この成長は、環境に優しいオプションを求めるさまざまな分野からの需要に起因すると考えられます。

持続可能な誘電体が最近人気になっている理由の 1 つは、人々がこれらの材料から発生する温室効果ガスの排出を削減したいと考えているためです。誘電体として使用される鉱物油には通常、大量の二酸化炭素が含まれているため、生産サイクル中にのみ記録される CO2 レベルに関しては中立と考えられる植物油から作られた生分解性油などの他の種類と比較して、地球温暖化に大きく寄与します。マンチェスター大学で行われた調査では、植物油をベースにした鉱物油を代替すれば、大気中への排出量が最大 90% まで減少する可能性があることが明らかになりました。

誘電性流体市場のこの変革の背後にあるもう 1 つの原動力は、再生可能エネルギー源に対する当社自身のニーズにあります。そのため、持続可能な誘電体または環境に優しい液体絶縁体として知られるカテゴリーに該当するアイテムに対する関心が高まっています。これらは、風車発電所などの代替資源を使用する発電システムでの使用専用に設計されています。また、消費者の環境配慮型製品に対する意識と要求はますます高まっています。実際、調査結果によると、世界中の 66% の人が、たとえ非持続可能ブランドよりも高価であっても、他のブランドよりも持続可能なブランドを購入することを好みます。この態度の変化は自動車業界で特に顕著に見られ、現在人々はバッテリーや冷却システムに生分解性液体を使用するグリーンエネルギー源で走る電気自動車を望んでいます。

課題: 消費者の間で高まる環境への懸念 

誘電性流体市場に関しては、従来の誘電性流体が環境に与える影響への懸念ほど大きな課題はありません。シリコーンオイルや鉱物油など、これらの多くは生物によって分解できません。したがって、私たちの環境に大きな脅威をもたらしています。実際、カリフォルニア大学で行われた研究では、誘電性液体を含むすべての変圧器油またはその他の電気機器の寿命内に、最大 50% が周囲の地域に流出する可能性があることが明らかになりました。これらの環境問題は、フッ素化学物質が非常に強い地球温暖化係数 (GWP) を持っているため、高電圧用途で誘電体として機能するフッ素化学物質で特に問題になります。一部のフルオロカーボンは、分子あたりで CO2 の 23,500 倍強力な GHG となる可能性があります。したがって、製造業者は、気候変動に大きく寄与するこの物質のような環境に有害な物質の使用を中止するようますます圧力を受けています。

人々が誘電体による汚染を心配するもう 1 つの理由は、誘電体が地面や水資源を汚染する可能性があるためです。電化製品からの誘電漏れは土壌に浸透し、地下埋蔵量に影響を与え、それによって人間の生命を危険にさらし、さらにその周囲の生態系にも被害を与えます。 EPA は、アメリカの汚染現場の約 5 分の 1 (20%) が排出された絶縁性液体に関連しているとさえ示しています。環境への配慮に対するこれらの懸念に対抗するために、誘電性流体市場の多くの企業は現在、周囲のものに悪影響を与えることなく時間の経過とともに自然に分解する持続可能な代替形態の絶縁流体の開発に投資しています。たとえば、一部のメーカーは代わりに植物油ベースの製品を使用しています。これらは容易に生分解されるだけでなく、現在一般的に使用されている鉱物油と比較して低コストです。実際、マンチェスター大学の研究によれば、「植物油ベースの絶縁液体の利用により、環境への影響を最大 80% 削減できる」

しかし、持続可能な開発と導入自体が困難を引き起こします。主な理由は、環境に優しいオプションを作ると従来のものよりも生産段階でコストが高くなる傾向があり、そのため価格が最も重要な市場での競争力がなくなるからです。実際、NEMA の調査によると、回答者の 60% が、誘電用途で再生可能エネルギー源を使用する際の最大の障害としてコストを挙げています。

セグメント分析

タイプ別

55.35%以上を誇るポリアルファオレフィン (PAO) は、その優れた機能と性能により、誘電性流体市場でのトップの選択肢となっています。熱伝達流体として頻繁に使用される理由は、高レベルの熱エネルギーを放散するコンパクトな設計の電力消費機器において、従来の鉱油と比較して環境への影響を 80% 削減するというその並外れた能力にあります。これとは別に、PAO はより厳しい環境でも安定したままであり、軍用コンピューター システムや非常に高い温度と電圧で動作するその他のデバイスでの使用に PAO が好まれる理由が説明されています。

変圧器やコンデンサーなどの絶縁体について語るとき、PAO が持つ優れた誘電特性について言及することは避けられません。通常 2.1 ～ 2.4 の範囲の低い誘電率と、このアプリケーションに最適な高い絶縁耐力を備えていますが、これらに限定されません。また、自己修復機能も備えているため、時間の経過とともにさまざまな種類の物質と接触した場合でも、常に信頼できるパフォーマンスが維持され、この機器の寿命も延びます。 PAO には環、二重結合、硫黄、窒素原子、ワックス状炭化水素がありません。したがって、酸化が容易に起こらないため、高圧および高温の両方を特徴とする条件下でより高い安定性を示します。

PAO は他の絶縁油よりも環境に優しいため、世界の誘電性流体市場全体で強い需要が見られます。たとえば、パーフルオロカーボン液体は地球温暖化係数 (GWP) が高いため批判を受けていますが、PAO は生分解性と二酸化炭素排出量の削減により、より環境に優しい選択肢となります。最近では、PAO ベースのナノ流体に MgO ナノ粒子を添加することにより、誘電特性と熱特性が改善されました。 Coatings誌に2023年に掲載された論文によると、PAO/MgOナノ流体は純粋なPAOよりもはるかに高い絶縁耐力、体積抵抗率、比誘電率を示します。効率的で持続可能な絶縁体に対するニーズの高まりとともに、技術は進歩し続けます。したがって、PAO のような液体の需要は今後も増加し続けると予想され、その結果、PAO はこの業界内で永遠に主流であり続けることになります。

用途別

2023 年に 27.64%以上の市場シェアを保持しました。変圧器が誘電性流体市場の主な用途である理由は、電気絶縁だけでなく熱管理においても変圧器が重要であるためです。これらの流体は、高電気負荷下で生成される大量の熱を放散するために必要です。たとえば、Al2O3 ナノ粒子を含む変圧器油の熱伝導率は 25°C で 25.5 W/mK で、システム内の熱を効果的に制御する能力が向上します。また、このようなオイルは通常、28 kV RMS を超える絶縁破壊電圧を備えており、非常に強い電場に対する保護を保証し、あらゆる形態の放電を防ぎます。

変圧器における誘電性流体のもう 1 つの主な用途は、湿気の制御です。絶縁破壊の発生を防ぐために、変圧器油は水分含量を低く保つ必要があります。冷却が起こると、溶解水が遊離し、流体の絶縁強度が損なわれる可能性があります。したがって、これらのデバイスの信頼性と寿命の側面を高めるには、水分管理が重要になります。これらのデバイスは、高温と湿気の組み合わせによって引き起こされる劣化によって故障する可能性があり、このような事態が発生する場合には、汚染物質を特定するために、メンテナンス段階で定期的にオイル分析を行うことをお勧めします。最適なパフォーマンス レベルを維持しながら、修正措置を十分に早く行うことができます。

変圧器における誘電性流体の広範な使用は、誘電性流体市場における環境および安全上の理由からも推進されています。引火性の低い液体を指定する規制により、屋内の液体で満たされた変圧器には耐火室を使用することが義務付けられています。この開発により、植物油や合成エステルなどの引火性の低い生分解性の代替品が採用されるようになり、環境を保護しながら人々にとってより安全なものになりました。誘電性流体はナノテクノロジーによって強化されており、より大きな電圧を処理できるようになり、変圧器内でのより効率的な電力伝送が促進されます。これらは、変圧器アプリケーションが誘電性流体業界内で需要量の点で大部分のシェアを占める要因の一部です。

エンドユーザーによる

エンドユーザーベースで見ると、電気・電子業界は、2023 年に 22.96% 以上の市場シェアを獲得し、誘電性流体市場を支配しています。大量の熱を発生する変圧器などのコンポーネントは、とりわけ誘電性流体を最も必要とします。たとえば、Al2O3 ナノ粒子を添加した誘電性流体の熱伝導率は 25°C で 25.5 W/mK となり、熱エネルギーの効果的な放散が保証されます。

誘電体が果たすもう 1 つの重要な役割は、湿気の制御です。変圧器油は、絶縁破壊を引き起こさない程度に水分含有量を低く保つために特別に作られています。湿度がわずか 1% 上昇しただけでも、強度が最大15% 低下する可能性があります。さらに、環境規制もこの種の液体の需要に貢献しています。多くの国では屋内で不燃性または生分解性の液体断熱材の使用を義務付けていますが、安全上の懸念からその使用を完全に禁止している国もあります。合成エステルと天然油は安全な代替品を提供するため、環境汚染のリスクが軽減されます。環境への懸念とクリーンな燃料源のニーズの高まりにより、政府は再生可能エネルギー技術に多額の投資を行い、それによって新たな市場を創出しています。

さらに、ナノテクノロジーのおかげで達成された画期的な進歩により、現在市場で入手可能なさまざまな種類の電気絶縁液体の性能レベルが大幅に向上しました。したがって、これまでよりもはるかに高い電圧定格電力を効果的に処理できるようになります。たとえば、そのような材料にナノ流体を導入すると、絶縁耐力の値を 40% 以上高めることができます。これは、現代のシステムを通る電気エネルギーの流れの制御が、誘電体の使用だけでどの程度確保されているかを明確に示しています。

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地域分析

2023 年の時点で、アジア太平洋地域は誘電性流体市場の32.92%この優位性は、特にハイテクとみなされている分野の中でも、防衛産業、宇宙機関のプログラム、電気・電子企業、発電所などの最も著名な最終用途分野における画期的な進歩と開発によって推進されています。中国はインドとともに防衛予算を増額しており、その結果、誘電性流体が冷却剤や絶縁体として使用されている軍用電子機器や通信システムの消費が増加している。高度な誘電性流体は、衛星や宇宙船の電子部品にも必要とされています。インド宇宙研究機関 (ISRO) は広範なミッションを抱えている一方、中国国家航天局 (CNSA) は宇宙探査への野心のために、より高度な誘電性流体を必要としているからです。

エレクトロニクス製造産業はアジア太平洋地域の誘電性流体市場に非常に集中しており、中国、日本、韓国などの国々が世界の生産量の 60% 以上を占めています。他のものに対するこの優位性の複合体により、コンデンサや変圧器の誘電性流体に対する膨大な需要が生じます。 2023 年から 2028 年にかけて、この分野の家庭用電化製品市場は約 7.5% の CAGR で成長すると予測されており、これはこれらの年にさらに高い消費ニーズが存在することを意味します。現在、再生可能エネルギー分野は、中国国内の各省だけでなく、東南アジア諸国全体でも発電能力を急速に拡大している。その中で、2030 年まで年間約 21 ギガワット (GW) を設置すると報告されています。

政府の奨励金と消費者需要の高まりにより、2023年から2028年にかけて29.6%のCAGRで成長すると予想されています世界の電池製造をリードしている同社は、電池冷却システムにおいても誘電性流体市場の必要性を生み出しており、そのほとんどが世界のリチウムイオン電池市場を支配する中国で起こっている。これは数字に表れており、世界中の送電線の 40% 以上で中国製の絶縁油または絶縁油が充填された変圧器が使用されています (Quantitative Insights)。しかし、それは規模だけではありません。中国は地球上で最大の産業基盤の 1 つと最も急速に成長しているテクノロジーを持っています。これが、アジア太平洋諸国が高度な誘電性流体の研究開発に毎年 5 億ドル以上を費やして多額の投資を行っている理由です。国内のニーズに加えて外部のニーズも考慮すると、地域の生産量は 12 か月ごとにおよそ 4 分の 1 ずつ増加すると予測されています。したがって、これらすべてのさまざまな側面が、APAC 地域を世界の配電業界の重要なプレーヤーにすることに貢献します。

世界の誘電性流体市場のトッププレーヤー

• 3M
• アルケマSA
• カーギル株式会社
• カストロール株式会社（BPグループ）
• 株式会社クリアコプロダクツ
• ダウ株式会社
• エルゴン株式会社
• エクソンモービル株式会社
• ランクセスAG
• ナイコグループ
• ラドコ インダストリーズ株式会社
• シェル社
• センチネル・カナダ
• ソディック
• その他の著名な選手

市場セグメンテーションの概要:

タイプ別

• パオ
• ケイ酸エステル系誘電体液体
• その他

用途別

• 閉鎖型軍事システム [レーダーおよび航空機アビオニクス]
• ミサイル
• 兵器システム
• 電子冷却システム [循環コンピュータ冷却システム]
• トランスフォーマー
  • トラクショントランス
  • 風車変圧器
  • 洋上変圧器
  • 配電変圧器
• サーキットブレーカー
• 抵抗器
• リアクター
• その他

エンドユーザー別

• 防衛
• 宇宙庁
• 電気および電子
• 発電
• 電気通信
• データセンター
  • 浸漬冷却液
    • 単相
    • 二相
• その他
• EV
• その他

流通チャネル別

• オンライン
• オフライン

地域別

• 北米
  • 米国
  • カナダ
  • メキシコ
• ヨーロッパ
  • 英国
  • スペイン
  • オランダ
  • イタリア
  • フランス
  • ドイツ
  • ポーランド
  • ヨーロッパの残りの部分
• アジア太平洋地域
  • 中国
  • インド
  • 日本
  • オーストラリアとニュージーランド
  • 韓国
  • アセアン
  • 残りのアジア太平洋地域
• 中東およびアフリカ (MEA)
  • アラブ首長国連邦
  • サウジアラビア
  • 南アフリカ
  • MEAの残りの部分
• 南アメリカ
  • アルゼンチン
  • ブラジル
  • 南アメリカの残りの地域